DE1953006B2

DE1953006B2 - Measuring device for the location-sensitive detection of ionizing radiation

Info

Publication number: DE1953006B2
Application number: DE1953006A
Authority: DE
Inventors: Casimir John Borkowski; Manfred K. Kopp
Original assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Current assignee: US Atomic Energy Commission (AEC)
Priority date: 1968-10-24
Filing date: 1969-10-22
Publication date: 1979-09-20
Also published as: GB1245312A; US3517194A; SE356844B; DE1953006C3; JPS5023313B1; FR2021460A1; DE1953006A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a measuring device according to the preamble of claim 1.

Eine solche Meßeinrichtung ist in der älteren deutschen Patentanmeldung P 18 06 498.7 vorgeschlagen, iedoch nicht vorbekannt.Such a measuring device is proposed in the earlier German patent application P 18 06 498.7, But not known beforehand.

Aus »Nuclear Instruments and Methods«, Bd. 40 (1966), Nr. 1, S. 109—112 und Bd. 22 (1963), Nr. 1, S. 117-121 bzw. Bd. 40 (1966), Nr. 1, S. 118-120 sind ein ortsempfindlicher Oberflächen-Sperrschicht-Halbieiterdetektor bzw. ein ortsempfindliches gasgefülltes Zählrohr mit hochohmigen Kollektordraht bekannt, die jeweils mit zwei getrennten Elektrodenausgängen versehen sind, wobei diese auf getrennte Kanäle zur Ortsbestimmung einwirken.From "Nuclear Instruments and Methods", Vol. 40 (1966), No. 1, pp. 109-112 and Vol. 22 (1963), No. 1, Pp. 117-121 and 40, No. 1, pp. 118-120 (1966), respectively a location sensitive surface barrier semiconductor detector or a location-sensitive gas-filled counter tube with high-resistance collector wire known that are each provided with two separate electrode outputs, these on separate channels for Affect location determination.

ίο Die aus »Nuclear Instruments and Methods«, Bd. 40 (1966), Seiten 118—120 bekannte Meßeinrichtung erfordert einen Anschluß beider Enden des Kollektors des Detektors. Sie arbeitet auf der Grundlage einer Messung der Ausbreitungszeit oder des Impulsamplitu-ίο The one from "Nuclear Instruments and Methods", Vol. 40 (1966), pages 118-120, requires a connection of both ends of the collector of the detector. It works on the basis of a measurement of the propagation time or the pulse amplitude

s denverhältnisses an den Kollektorenden. Wenn Ladung an einem bestimmten Punkt des Kollektors gesammelt wird, breitet sich ein Impuls nach links und nach rechts auf dem Kollektordraht aus. Die Amplitude der Kollektorendimpulse ist ein energieabhängiges Maß des Ortes des Ionisationsereignisses längs des Kollektordrahtes. Derartige Detektoren sind in ihrer Länge sehr beschränkt, da sie eine Linearität nur über einen kurzen Bereich aufweisen. Die gewünschte Linearität kann für längere Zähler nicht erreicht werden. Die Empfindlichkeit ist begrenzt durch den notwendigen Lastwiderstand, der an den Kollektordraht mit relativ niedrigem Widerstand angeschlossen ists ratio at the collector ends. If cargo is collected at a certain point on the collector, an impulse spreads to the left and to the right on the collector wire. The amplitude of the collector end pulses is an energy-dependent measure of the Location of the ionization event along the collector wire. Such detectors are very long limited because they only have linearity over a short range. The desired linearity can be achieved for longer counters cannot be reached. The sensitivity is limited by the necessary load resistance, which is applied to the collector wire with a relatively low Resistor is connected

Aus »Nuchar Instruments and Methods«, Bd. 22 (1963), Nr. 1, S. 117-121 ist bekannt, daß die Anstiegszeit eines Impulses von dem Kollektor eines Detektors von dem Ort des eintretenden Partikels etwas abhängig ist Bei dieser Meßeinrichtung vereinigen sich Impulse verschiedener Einstrahlorte, aber gleicher Energie zu einem gemeinsamen Impulsabfall, der der Energie der einfallenden Strahlung proportional ist Das bekannte Detektorsystem ist daher energieabhängig ebenso wie die Anstiegszeit Man kann damit bei unterschiedlichen Teilchenenergien zwischen unterschiedlichen Ionisationsereignisorten nicht sicher unterscheiden.From "Nuchar Instruments and Methods", Vol. 22 (1963), No. 1, pp. 117-121 it is known that the rise time of a pulse from the collector of a detector is somewhat dependent on the location of the entering particle With this measuring device, impulses from different irradiation locations combine to form the same energy a common drop in momentum proportional to the energy of the incident radiation The well-known The detector system is therefore energy-dependent, as is the rise time Particle energies between different ionization event locations not sure differentiate.

Die Einrichtung nach »Nuclear Instruments and Methods«, Bd. 40 (1966), Nr. 1, S. 109-112 arbeitet praktisch in der gleichen Weise wie die bereits zuvor erörterte. Der Kollektor wirkt dabei als Stromteiler der Detektorimpulse. Die Datenverarbeitung beruht auf einem Analog-Teiler-Kreis, dessen Ausgangssignal ein Ortssignal ist, das sich aus dem Verhältnis der Impulsströme an den Detektorelektroden ergibt. Hiermit läßt sich keine energieunabhängige Messung ausführen. Außerdem ist es außerordentlich schwierig, wenn nicht gar überhaupt unmöglich, eine genaue Analogimpulsteilung vorzusehen.The facility according to "Nuclear Instruments and Methods", Vol. 40 (1966), No. 1, pp. 109-112 works practically in the same way as that discussed earlier. The collector acts as a flow divider Detector pulses. The data processing is based on an analog divider circuit whose output signal is a Is the position signal that results from the ratio of the pulse currents at the detector electrodes. Herewith no energy-independent measurement can be carried out. In addition, it is extremely difficult if not impossible at all to provide precise analog pulse division.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Meßeinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Linearität, d.h. insbesondere eines verbesserten Ortsauflösungsvermögens bei Energieunabhängigkeit zu erzielen.The object of the present invention is to provide an improved measuring device of the generic type Linearity, i.e. in particular an improved spatial resolution with energy independence to achieve.

Diese Aufgabe wird mit der im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Ausbildung gelöst
Durch die Anordnung einer zusätzlichen Bezugselektrode in dem Detektor in enger paralleler Anordnung zu der hochohmigen Kollektorelektrode wird ein kurzes, lageunabhängiges Bezugszeitsignal geliefert Das von der Bezugselektrode gelieferte Signal hat dieselbe Anstiegszeit unabhängig von der Lage des Stoßes der nachgewiesenen Strahlung. Auf diese Weise erhält man ein standardisiertes Bezugszeitsignal für den Vergleich mit dem lageabhängigen Impuls von der hochohmigen Kollektorelektrode und verbessert dadurch beträchtlichThis object is achieved with the training specified in the characterizing part of claim 1
By arranging an additional reference electrode in the detector in close parallel to the high-resistance collector electrode, a short, position-independent reference time signal is supplied.The signal supplied by the reference electrode has the same rise time regardless of the position of the surge of the detected radiation. In this way, a standardized reference time signal is obtained for comparison with the position-dependent pulse from the high-resistance collector electrode and is thereby improved considerably

die Linearität und räumliche Auflösung des Detektors.the linearity and spatial resolution of the detector.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Meßeinrichtung bewirkt gegenüber dem nachgewiesenen Stand der Technik eine vollständig energieunabhängige Ortsbestimmung. Weil die Kollektorelektrode hochohmig ist, führt ein extrem geringes Abstandsinkrement auf der Kollektorelektrode zu einer erheblichen Veränderung des Gesamtwiderstandes des Kollektorweges zu dem Ausgangsende des Kollektors. Dies verändert die /?C-Zeitkonstante und somit die Anstiegszeit eines Impulses, de am Ende der KoUektorelektrode abgenommen wird, in Abhängigkeit von dem Ort des Ionisationsereignisses. Auf diese Weise kann eine signifikante Erhöhung des Ortsauflösungsvermögens bei strenger Linearität im Gegensatz zum Stande der Technik erreicht werden. Die erfindungsgemäß ausgebildete Meßeinrichtung weist die Entstehungsorte von lonisationsereignissen in bezug auf die KoUektorelektrode unabhängig von ihrer Energie nach, indem die Anstiegszeit des von der Kollektorelektrode abgenommenen Impulses gemessen wird.The measuring device designed according to the invention causes a completely energy-independent location determination compared to the proven state of the art. Because the collector electrode has a high resistance, leads to an extremely small distance increment on the Collector electrode to a significant change in the total resistance of the collector path to the Exit end of the collector. This changes the /? C time constant and thus the rise time of a Pulse that is picked up at the end of the KoUektorelectrode, depending on the location of the Ionization event. In this way a significant increase in the spatial resolution can be achieved can be achieved with strict linearity in contrast to the state of the art. The measuring device designed according to the invention shows the places of origin of Ionization events in relation to the KoUektorelectrode independently of its energy by the The rise time of the pulse picked up by the collector electrode is measured.

Besondere Ausgestaltungen der im Anspruch 1 angegebenen erfindungsgemäßen Ausbildung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 genanntSpecial refinements of the training according to the invention specified in claim 1 are shown in the claims 2 to 4 mentioned

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den F i g. 1, 2 und 5 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutertIn the following, the invention is illustrated by means of FIGS. 1, 2 and 5 of the drawings illustrated embodiments explained in more detail

Es zeigtIt shows

F i g. 1 einen Längsschnitt eines gasgefüllten Zählrohrs,F i g. 1 a longitudinal section of a gas-filled counter tube,

F i g. 2 ein Schaltdiagramm einer Meßeinrichtung,F i g. 2 a circuit diagram of a measuring device,

F i g. 3 das Diagramm eines Iinearitätstestes, der mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Einrichtung mit einer Bezugselektrode durchgeführt wurde,F i g. 3 is a diagram of a linearity test that is carried out with a device designed according to the invention was carried out with a reference electrode,

Fig.4 ein Vergleichsdiagramm zu Fig.3 eines Linearitätstestes mit einem Tetekfor ohne Bezugselektrode undFigure 4 is a comparison diagram to Figure 3 of a Linearity test with a Tetekfor without a reference electrode and

Fig.5 die aus*inandergezogene Darstellung eines Oberflächensperrschicht-Halbleiter-Detektors.5 shows the representation of a drawn out of * Surface barrier semiconductor detector.

Das Prinzip der Meßeinrichtung wird am Beispiel eines Proportionalzählers gemäß F i g. 1 erläutertThe principle of the measuring device is illustrated using the example of a proportional counter according to FIG. 1 explained

Auf die KoUektorelektrode gelangt eine Ladung, sobald ein Ionisationsereignis innerhalb des Ansprechbereichs stattfindet In einem gasgefüllten Zählrohr bzw. einem Proportionalzähler kommt die Ladung auf den zentralen Kollektordraht oder die KoUektorelektrode an einem Punkt, der dem Ionisationsereignis im umgebenden Gas am nächsten liegt Gewöhnlich wird dadurch ein Ausgangsimpuls erzeugt, der lediglich anzeigt, daß es ein Ionisationsereignis gab, aber nicht näher die Lage des Ionisationsereignisses bezeichnet Wenn jedoch der Kollektordraht einen sehr hohen Widerstand hat, wird die Anstiegszeit jedes Ausgangsimpulses von der Lage des Ionisationsereignisses längs des Drahtes beeinflußt Die Anstiegszeit ist keine Funktion der auf den Draht gelangenden Ladung, sondern hängt nur von dem Drahtwiderstand und der verteilten kapazitiven Impedanz zwischen der Lage des Ereignisses und dem Ausgang des Kollektordrahtes ab.A charge is applied to the co-uector electrode as soon as an ionization event takes place within the response range. A proportional counter puts the charge on the central collector wire or the KoUektorelectrode at a point closest to the ionization event in the surrounding gas becomes common thereby generating an output pulse which only indicates that there was an ionization event, but not more closely describes the location of the ionization event, however, if the collector wire has a very high Has resistance, the rise time of each output pulse is longitudinal from the location of the ionization event of the wire affects the rise time is not a function of the charge on the wire, it only depends on the wire resistance and the distributed capacitive impedance between the location of the Event and the output of the collector wire.

Wie in F i g. 1 gezeigt, umschließt ein zylindrisches, elektrisch leitendes Gehäuse 5 eine hochohmige Kollektorelektrode 7, welche längs der Gehäuseachse angebracht ist Mit der Kollektorelektrode 7 verbundene elektrische AnschluBleitungen 9 bzw. 11 laufen durch Isolatoren 13 bzw. 15 an den jeweiligen Endplatten 17 bzw. 19 des Gehäuses 5. Eine leitende Bezugselektrode 21 ist parallel in nächster Nähe der KoUektorelektrode 7 angeordnet Das eine Ende der Bezugselektrode 21 wirdAs in Fig. 1, encloses a cylindrical, electrically conductive housing 5 a high-resistance collector electrode 7, which along the housing axis is attached Electrical connection lines 9 and 11 connected to the collector electrode 7 run through Insulators 13 and 15 on the respective end plates 17 and 19 of the housing 5. A conductive reference electrode 21 is arranged in parallel in close proximity to the coordinate electrode 7. One end of the reference electrode 21 becomes von der Endplatte 17 mittels eines Isolators 23 abgestützt; das andere Ende der Bezugselektrode 21 läuft durch einen Isolator 25 in der Endplatte 19 zu einem Außenleiter 27.supported by the end plate 17 by means of an insulator 23; the other end of the reference electrode 21 runs through an insulator 25 in the end plate 19 to an outer conductor 27.

Ein Schaltdiagramm der Meßeini ichtung ist in F i g. 2 dargestellt Wie gezeigt, wird ein Ende der KoUektorelektrode 7 mittels der Anschlußleitung 9 mit einem Abschlußscheinwiderstand 29 verbunden, der an die charakteristische Impedanz des als eine unendlicheA circuit diagram of the measuring device is shown in FIG. 2 As shown, one end of the KoUektorelectrode 7 by means of the connecting line 9 with a Terminating impedance 29 connected to the characteristic impedance of the as an infinite

ίο WC-Leitung angesehenen Detektors angenähert ist Die Anschlußleitung U verbindet die KoUektorelektrode 7 mit einem Vorverstärker 31. Das Gehäuse 5 ist an die negative Seite einer Hochspannungsversorgung 33 angeschlossen, deren positive Seite an Erde gelegt istίο toilet pipe respected detector is approximated to the Connection line U connects the KoUektorelectrode 7 to a preamplifier 31. The housing 5 is connected to the negative side of a high voltage supply 33 connected, the positive side of which is connected to earth Die Bezugselektrode 21 ist mittels der Außenleitung 27 mit dem Eingang eines Vorverstärkers 35 verbunden, der die Reihenschaltung eines schnellen Kanals beginnt Der schneUe Kanal weist den Vorverstärker 35, der mit seinem Ausgang an einen schnellen Verstärker 37The reference electrode 21 is connected to the input of a preamplifier 35 by means of the external line 27, which begins the series connection of a fast channel. The fast channel has the preamplifier 35, which with its output to a fast amplifier 37 angeschlossen ist zu welchem zwei ÄC-Differentiatoren und ein ÄC-Integrator mit identischen Zeitkonstanten gehören. Der Ausgang des Verstärkers 37 ist ein bipolarer Impuls mit einer Crossover-Zeit f,i, wie in F i g. 1 gezeigt Diese Crossover-Zeit wird von einemis connected to which two AC differentiators and an ÄC integrator with identical time constants belong. The output of amplifier 37 is a bipolar pulse with a crossover time f, i, as in FIG F i g. 1 This crossover time is shown by a Crossover-Detektor 39 angezeigt, der einen negativen Impuls an seinem Ausgang bei der Crossover-Zeit t_xl abgibt Dieser Impuls wird in einer Laufzeit-Verzögerungskette 41 um eine Zeit td verzögert Der Ausgang der Laufzeit-Verzögerungskette 41 ist an den Start-EinCrossover detector 39 displayed, which emits a negative pulse at its output at the crossover time t _xl. This pulse is delayed in a transit time delay chain 41 by a time td . The output of the transit time delay chain 41 is at the start-on gang eines Zeitamplitudenwandlers 43 angeschlossen. Das Bezugssignal leitet den verzögerten Start-Impuls für den Zeitamplitudenwandler 43 ein. Der Stopp-Impuls für den Zeitamplitudenwandler 43 wird über den an die drahtförmige KoUektorelektrode 7 angeschlossenenoutput of a time amplitude converter 43 connected. The reference signal initiates the delayed start pulse for the time amplitude converter 43. The stop pulse for the time amplitude converter 43 is on the wire-shaped KoUektorelectrode 7 connected langsamen Kanal mit dem Vorverstärker 31 erhalten, der mit seinem Ausgang an den Eingang eines Hauptverstärkers 45 angeschlossen ist Der Hauptverstärker 45 enthält zwei in Reihe geschaltete Doppel-ÄC-Differentiatoren, um den Vorverstärker-Ausgangs-get slow channel with the preamplifier 31, which with its output to the input of a Main amplifier 45 is connected The main amplifier 45 contains two series-connected double AC differentiators in order to impuls in einen bipolaren Impuls mit einer Crossover-Zeit t_x 2, die je nach der Anstiegszeit des Kollektorimpulses variiert, umzuwandeln. Der Ausgang des Hauptverstärkers 45 ist an einen Crossover-Detektor 47 angeschlossen, der einen negativen Ausgangsimpuls beipulse into a bipolar pulse with a crossover time t _x 2, which varies depending on the rise time of the collector pulse. The output of the main amplifier 45 is connected to a crossover detector 47, which has a negative output pulse Ui liefert Dieser Impuls wird an den Stop-Eingang des Zeitamplitudenwandlers 43 angelegt. Der Ausgang des Zeitamplitudenwandlers 43 ist an einen Impulshöhenanalysator 49 angeschlossen, in welchem der Impuls registriert und für die spätere Analyse gespeichert wird. Ui supplies This pulse is applied to the stop input of the time amplitude converter 43. The output of the time amplitude converter 43 is connected to a pulse height analyzer 49, in which the pulse is registered and stored for later analysis.

so Wenn es wünschenswert ist, die Ausgangsgröße des Systems in digitaler Form zu erhalten, kann der Zeitamplitudenwandler 43 und der Impulshöhenanalysator 49 durch einen mit Torimpuls gesteuerten Taktgeber (nicht gezeigt) ersetzt werden. Der mitso if it is desirable the output size of the To obtain the system in digital form, the time amplitude converter 43 and the pulse height analyzer 49 can be controlled by a gate pulse Clocks (not shown) can be replaced. The one with Torimpuls gesteuerte Taktgeber setzt das lageabhängige Zeitintervall zwischen den verzögerten Start- und Stopp-Impulsen direkt in eine Ziffernadresse für einen Mehrkanalspeicher um. Die Signale sowohl im schnellen als auch imGate pulse controlled clock sets the position-dependent time interval between the delayed start and Stop impulses directly into a digit address for a multi-channel memory. The signals in both the fast and the langsamen Kanal sind bipolar und ihre Nulldurchgangspunkte sind bestimmt, um eine genaue Zeit für Start und Stop des Zeitamplitudenwandlers 43 zu geben. Die verberserte Funktionsweise, die sich aus der nachfolgenden Erläuterung der experimentellen Daten ohneslow channels are bipolar and their zero crossing points are designed to provide an accurate time for start and end Stop the time amplitude converter 43 to give. The inherited functionality, which can be seen from the following explanation of the experimental data without weiteres ergibt, wird durch die Sicherstellung eines im hohen Grade lageunabhängigen Bezugszeitsignals erreicht. Die Bezugselektrode 21, die parallel zu der hochohmigen KoUektorelektrode 7 angeordnet istfurther results are achieved by ensuring a reference time signal that is to a high degree independent of position. The reference electrode 21, which is parallel to the high-resistance KoUektorelectrode 7 is arranged

liefert einen Impuls während jedes Ionisationsereignisses, welcher aus der Summe von drei Komponenten gesammelter Ladung besteht: (1) einem Teil der Kollektordrahtladung, die durch die Kapazität zwischen der drahtförmigen Kollektorelektrode 7 und der drahtförmigen Bezugselektrode 21 übertragen wird, (2) einer durch Ionen, die sich zu dem Draht der Bezugselektrode 21 hin bewegen, induzierten Ladung, und (3) einer durch Ionen, die sich von dem Draht der Bezugselektrode 21 weg bewegen, induzierten Ladung. Die Anstiegszeit des Ausgangsimpulses der Bezugselektrode 21 ist konstant und ist unabhängig von der Lage des lonisationsereignisses. Auf diese Weise ist, wie man erkennen kann, ein standardisierter Bezugszeitimpulsdelivers a pulse during each ionization event, which is the sum of three components The accumulated charge consists of: (1) a portion of the collector wire charge created by the capacitance between the wire-shaped collector electrode 7 and the wire-shaped reference electrode 21 is transmitted, (2) a charge induced by ions moving towards the wire of the reference electrode 21, and (3) a charge induced by ions moving away from the wire of the reference electrode 21. The rise time of the output pulse of the reference electrode 21 is constant and is independent of the position of the ionization event. That way is how to can recognize a standardized reference time pulse

Täuciic ίTäuciic ί

gegeben, der unabhängig ist von einer möglichen Nicht-Linearität in der Anstiegszeit der Impulse von der Kollektorelektrode 7.which is independent of a possible non-linearity in the rise time of the pulses of the Collector electrode 7.

Das System wurde auf räumliche Auflösung und s Linearität unter Verwendung der in der Tabelle aufgeführten Detektoren für verschiedene Partikeloder Strahlungstypen getestet Mehrere Detektoren wurden mit Bezugselektroden konstruiert, um ihre Funktionsweise mit einem anderen Standardtyp eines ίο lageempfindlichen Detektors zu vergleichen. Die mit diesen Detektoren erhaltenen Ergebnisse können anhand der Tabelle verglichen werden, in der die Detektoren 1 und 6 eine Bezugselektrode aufweisen.The system was based on spatial resolution and linearity using the table listed detectors for different particle or radiation types tested several detectors were designed with reference electrodes to function with another standard type of electrode ίο to compare position-sensitive detector. The results obtained with these detectors can can be compared using the table in which detectors 1 and 6 have a reference electrode.

Röntgen-Str. Röntgen-Str. Neutronen Neutronen AlphaRoentgen-Str. Roentgen-Str. Neutrons Neutrons Alpha

Kr-CH₄
152
400
40Kr-CH ₄
152
400
40

8,58.5

^b) ^b )

Kr-CH₄ Kr-CH ₄

152152

400400

4040

8,58.5

^b) ^b ) BF₃ BF ₃

76
400
8
8,576
400
8th
8.5

BF₃ BF ₃

152 400 8 8,5152 400 8th 8.5

^b) ^b )

A-CH₄ DurchflußA-CH ₄ flow rate

2525th

8,58.5

Alphaalpha

A-CH₄ A-CH ₄

DurchflußFlow

4040

400400

3232

^c) ^c )

Strahlungs- oder Partikeltyp
Gas-Füllung
Gas-Druck, cmHg
Ansprech-Länge, mm
Kollektor-Widerstand, kU/mmRadiation or particle type
Gas filling
Gas pressure, cmHg
Response length, mm
Collector resistance, kU / mm

Kollektor-Kapazität,
Farad/mm x 10"¹⁵ Collector capacity,
Farad / mm x 10 " ¹⁵

Detektor-Geometrie
ÄC-Differantiator ZeitkonstantenDetector geometry
ÄC differential time constants

Hauptverstärker, usecMain amplifier, usec

Schneller Verstärker, u.sec
VersuchsergebnisseFast amplifier, u.sec
Test results

Lageempfindlichkeit, nsec/mmPosition sensitivity, nsec / mm

Räumliche Auflösung¹), mmSpatial resolution ¹ ), mm

·*) Detektoren 1 bis 5 sind Proportionalzähler und Nr. 6 ein Auslösezähler.· *) Detectors 1 to 5 are proportional counters and no. 6 is a trip counter.

^b) Zylinder. ^b ) cylinder.

^c) Parallel-Platten in 40 mm Abstand. ^c ) Parallel plates 40 mm apart.

^d) Die Aufnahme-Elektrode wurde im schnellen Verstärker-Kanal verwendet. ^d ) The pickup electrode was used in the fast amplifier channel .

^c) In der Mittelpunktslage (die Kollimatordurchmesser waren: 0,1 mm bei der Röntgenstrahlenquelle, 0,3 mm bei der Alpha-Quelle und 1.5 mm bei dem thermischen Neutronenstrahlbündel). ^c ) In the center position (the collimator diameters were: 0.1 mm for the X-ray source, 0.3 mm for the alpha source and 1.5 mm for the thermal neutron beam).

6,46.4 6,46.4 !2,8! 2.8 !2,8! 2.8 6,46.4 6,46.4 ^d) ^d ) 11 22 22 22 ^d) ^d ) 3434 1818th 2525th 2525th 1818th 310310 0,50.5 U5U5 10,510.5 6,26.2 0,660.66 1,251.25

Die Proportionalzähler für Röntgenstrahlen- und Neutronen-Nachweis (Nr. 1 —4) wurden aus Beryllium-Zylindern von 500 mm Länge und 15 mm Durchmesser gebaut Zähler Ni.5 wurde aus einem 300 mm langen Zylinder von 19 mm Durchmesser hergestellt Die Kollektorelektroden aller Proportionalzähler (Nr. 1—5) wurden aus im Handel erhältlichen Quarzfäden mit pyrolytischem Kohleüberzug hergestellt Die Kollektorelektroden für die beiden Röntgenstrahlenzähler hatten einen spezifischen Widerstand von 40 kf2/mm und einen Durchmesser von 0,01 mm. Die Kollektorelektroden für die Alpha- und Neutronenzähler (Nr. 3—5) hatten einen spezifischen Widerstand von 8k£2/mm und einen Durchmesser von 0,025 mm. Die Kollektorelektrode des ω Auslösezählers (Nr. 6) wurde durch Aufdampfung einer Kohleschicht auf einen Glasuntergrund hergestellt Der spezifische Flächenwiderstand der Schicht betrug 1,6 ΜΩ, und der Kollektor war 40 mm lang und 4 mm breit Die Bezugselektrode, soweit sie verwendet wurde, war ein Nickeldraht von 0,25 mm Durchmesser, der in 1,5 mm Abstand parallel zur parallelen Kollektorelektrode angebracht war. Das Potential an der BezugselekThe proportional counters for X-ray and neutron detection (No. 1-4) were made from beryllium cylinders 500 mm long and 15 mm in diameter The built counter Ni.5 was made from a 300 mm long cylinder 19 mm in diameter Collector electrodes of all proportional counters (No. 1–5) were made from commercially available quartz threads with pyrolytic carbon coating. The collector electrodes for the two X-ray counters had a specific resistance of 40 kf2 / mm and a Diameter of 0.01 mm. The collector electrodes for the alpha and neutron counters (Nos. 3-5) had a resistivity of 8k £ 2 / mm and one Diameter of 0.025 mm. The collector electrode of the ω The trip counter (No. 6) was produced by vapor deposition of a layer of carbon on a glass substrate specific sheet resistance of the layer was 1.6 Ω, and the collector was 40 mm long and 4 mm wide The reference electrode, if used, was a 0.25 mm diameter nickel wire that was cut into 1.5 mm distance was attached parallel to the parallel collector electrode. The potential at the reference elect trode wurde reguliert, so daß man eine vernachlässigbare Verzerrung des Kollektorfeldes erhielttrode was regulated so that there was negligible distortion of the collector field

Die für die Detektoren Nr. 1 und 2 erhaltenen Ergebnisse sind wegen der Ähnlichkeit der Detektoren ganz leicht zu vergleichen. Wie aus der Tabelle ersichtlich, hatte Detektor Nr. 1 eine Bezugselektrode und wies eine sehr viel höhere Lageempfindlichkeit und eine bedeutend verbesserte räumliche Auflösung auf. Die Linearität der beiden Detektoren wird in F i g. 3 und Fig.4 verglichen, wobei die Überlegenheit von Detektor 1 (bei dem eine Bezugselektrode verwendet wurde) in F i g. 3 deutlich wird. Wie im Diagramm von F i g. 3 gezeigt, ist die Linearität, dargestellt durch Linie 55, die durch die Datenpunkte gezogen ist, die die Lage der Röntgenstrahlenquelle anzeigen (rechte Skala), aufgetragen gegen die Kanalzahl, außerordentlich dicht im Vergleich zu Linie 57 in F i g. 4 bei dem Detektor ohne Bezugselektrode.The results obtained for Detectors Nos. 1 and 2 are because of the similarity of the detectors easy to compare. As can be seen from the table, detector No. 1 had a reference electrode and had a much higher position sensitivity and a significantly improved spatial resolution. The linearity of the two detectors is shown in FIG. 3 and 4 compared, the superiority of Detector 1 (in which a reference electrode was used) in FIG. 3 becomes clear. As in the diagram of F i g. As shown in Fig. 3, the linearity is represented by line 55, which is drawn through the data points that indicate the location of the X-ray source (right scale), plotted against the number of channels, extremely dense compared to line 57 in FIG. 4 at the detector without reference electrode.

Obschon die Erfindung bisher in bezug auf gasgefüllte Zählrohre beschrieben worden ist, ist sie in gleicher Weise auch auf Halbleiter-Detektoren anwendbar. Zum Beispiel wird in F i g. 5 ein lageempfindlicher Oberflä-Although the invention has so far been described with reference to gas-filled counter tubes, it is the same Way also applicable to semiconductor detectors. For example, in FIG. 5 a position-sensitive surface

chensperrschicht-Halbleiter-Detektor gezeigt, bei welchem eine plattenförmige Bezugselektrode 59 aus nichtrostendem Stahl nahe an der hochohmigen flächenförmigen Kollektorelektrode 61 angebracht ist, um die Linearität und räumliche Auflösung noch weiter zu verbessern. Der Detektorkörper 63 besteht aus einem länglichen Silizium-Block, auf dem die Kollektorelektrode 61 flächenförmig abgelagert ist Die Kollektorelektrode 61 kann entweder eine aufgedampfte Palladiumschicht oder eine Kohleschicht sein, die den für eine genaue Funktionsweise erforderlichen Widerstand aufweist Die plattenförmige Bezugselektrode 59 aus nichtrostendem Stahl ist auf dem Teil desChemical barrier layer semiconductor detector shown, in which a plate-shaped reference electrode 59 from stainless steel is attached close to the high-resistance sheet-like collector electrode 61, to further improve linearity and spatial resolution. The detector body 63 is made of an elongated silicon block on which the collector electrode 61 is deposited in planar form. The collector electrode 61 can either be a vapor-deposited palladium layer or a carbon layer which the The plate-shaped reference electrode 59 stainless steel is on the part of the

Detektorkörpers 63, der die Kollektorelektrode 61 umgibt, angebracht. Der Detektor wird mittels einer Gleichspannungs-Vorspannungsquelle 65 vorgespannt, die mit der negativen Seite an Erde und mit der positiven Seite am Detektorkörper 63 mittels eines ohmschen Kontaktes (nicht gezeigt) angeschlossen ist. Die Kollektorelektrode 61 ist an dem einen Ende mittels einer Leitung 67 an einen Abschlußscheinwiderstand Z\, und an dem anderen Ende mittels einer Leitung 69 anDetector body 63 surrounding the collector electrode 61 attached. The detector is biased by means of a DC voltage bias voltage source 65 which has the negative side connected to ground and the positive side connected to the detector body 63 by means of an ohmic contact (not shown). The collector electrode 61 is connected at one end by means of a line 67 to a terminating impedance Z \, and at the other end by means of a line 69

ίο den Vorverstärker 31 angeschlossen. Die Bezugselektrode 59 ist mittels einer Leitung 71 an den Vorverstärker 35 angeschlossen.ίο the preamplifier 31 connected. The reference electrode 59 is connected to the preamplifier 35 by means of a line 71.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Measuring device for the location-sensitive detection of ionizing radiation with a Radiation-sensitive detector with a collector electrode whose resistance is per unit length sufficient to generate a voltage pulse at one output end, the rise time of which proportional to the distance between the location of the ionization event along the collector electrode and the output end thereof, with a first output circuit for determining the Rise time of a reference signal fed to this output circuit and for the delivery of a Output signal which, with its occurrence, marks the beginning of the measurement of the rise time of the voltage pulse ^ from the collector electrode, with a second output circuit which is connected to the The end of the collector electrode is connected and the location-dependent rise time of the collector electrode supplied voltage pulse determined and provides an output signal, which with his Occur the end of the measurement of the rise time of the voltage pulse of the collector electrode indicates, and with means for determining the time difference between the output signal the first output circuit and the output signal of the second output circuit, thereby marked that in the immediate vicinity and parallel to the collector electrode (7; 61) a reference electrode (21; 59) with such conductivity it is provided that it supplies a reference signal to the first output circuit (35, 37, 39, 41), whose rise time is independent of the location of the ionization event

2. Measuring device according to claim 1, the detector of which is filled with an ionizable gas Is a counter tube whose collector electrode consists of a high-resistance wire, characterized in that that the reference electrode (21) consists of a highly conductive wire, which is the same Has the same length as the collector electrode (7).

3. Measuring device according to claim 2, characterized in that the wire of the reference electrode (21) is made of nickel

4. Measuring device according to claim 1, the detector of which is a surface barrier layer detector, whose collector electrode consists of a thin high-resistance collector layer, which is on a Surface of the detector body is applied, and with one between the detector body and Earth-connected bias voltage source, characterized in that the highly conductive reference electrode (59) is attached to the surface of the detector body (63) and the collector electrode (61) surrounds at a distance and that the bias source (65) to the opposite surface of the detector body (S3) is connected.